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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119446347B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411250554.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法是由张宝玺;芮胜龙;张展翔;王翔;王江文;杨富辰设计研发完成，并于2024-09-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法。该方法不需经过繁杂的模型构象处理过程，相比与单纯的两相或三相串联模型能更好地表征半晶聚合物的相关物理性质，处理简便，过程适用性广，满足各种类型的半晶聚合物模型设计需求。同时提出了利用电场进一步提升半晶聚合物模型导热性能的处理方法，相比与直接施加外力导致聚合物产生应变进而提升导热性能，能更好地在保证材力力学性能的前提下得到导热性能优良的聚合物材料。本发明构建微观尺度下的聚合物模型，降低实验成本，充分利用分子动力学的方法探究聚合物材料导热性能的影响因素，为制备高性能散热器提高理论方面的机理。

本发明授权一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法在权利要求书中公布了：1.一种聚合物材料串并联半晶模型的建模与热导优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：首先根据所需聚合物的种类建立相应尺寸的全晶态聚合物模型； 步骤2：按模拟需求选定中心部分的晶态区作为‘永久晶态区’，其他区域作为‘暂时晶态区’，并将‘永久晶态区’与‘暂时晶态区’间的原子间共价键进行断键； 步骤3：将‘永久晶态区’分子链端部主链原子命名为R1，将‘暂时晶态区’的分子链端部主链原子命名为R2，然后根据模拟需求将R1与R2原子随机形成共价键，获得具有不同链间耦合的模型I； 步骤4：用开源软件Lammps作为模拟软件，对模型Ⅰ进行分子动力学模拟，得到X、Y、Z三个方向均符合串联形态的半晶聚合物模型，称为串并联半晶聚合物模型IV，具体步骤为： 1根据模型Ⅰ预测变形后的聚合物大小模拟盒子并设置相应尺寸，且使模型原子全部位于盒子内部，得到模型II； 2通过ovito软件可视化模型，将模型II按分子链序号进行渲染颜色，然后观察聚合物分子链的划分正确与否，并对划分错误的分子链进行修正,以在后期能正确提取永久晶态区的分子序号或确定分子序号后进一步通过判定z坐标确定原子序号； 3记录‘永久晶态区’与‘暂时晶态区’的分子链之间不存在链间耦合的‘永久晶态区’的分子链序号；通过坐标位置进一步确定‘永久晶态区’与‘暂时晶态区’的分子链间存在链间耦合的‘永久晶态区’中的原子序号； 4设置描述模型II中各原子之间相互作用的势函数，设置初始仿真条件和参数，其中设置的温度须超过晶态聚合物的融点； 5对于所述的势函数，如考虑了长程库仑力相互作用，为避免获得初始串并联半晶聚合物模型时出错，先取消长程库仑力相互作用的设置，初始时只对模型II考虑分子链的空间位置分布； 6将X、Y、Z三方向的边界条件设置为非周期性边界f条件后，为防止模型II局部融化过程中聚合物原子运动到模拟盒子外导致模拟出错，在模拟盒子的各个面设置反射墙；根据步骤4的子步骤3中的原子序号将‘永久晶态区’内的原子划分为同一个晶态组，并将晶态组原子受力及速度均设置为0，形成可固定晶态区； 7采用正则系综NVT将模型II进行局部融化模拟，在高温熔化‘暂时晶态区’时，通过模拟命令固定‘永久晶态区’，经过1-2ns后得到模型III，此时‘永久晶态区’仍保持晶态构象，而‘暂时晶态区’已转变为无定型态； 8将模型III作为模型文件，并在势函数中设置长程库仑力相互作用后，将X、Y、Z三方向的边界条件设置改为周期性边界p条件，取消步骤4的子步骤6中设置的反射墙，取消步骤4的子步骤7中的固定‘永久晶态区’的设置，将模拟温度设置在晶态聚合物的熔点以下，避免后续晶态区发生结构破坏； 9将模型III在等温等压系综NPT下进行弛豫，经过1-2ns后，即得到X、Y、Z三个方向均符合串联形态的半晶聚合物模型，称为串并联半晶聚合物模型IV； 步骤5：将模型IV作为初始模型，探究在X与Y方向施加等强电场对串并联半晶聚合物形态的影响，并利用非平衡态分子动力学方法NEMD进行传热分析，得到温度随每层位置的变化曲线与热流随时间的变化曲线； 步骤6：通过python软件分别对温度随每层位置的变化曲线与热流随时间的变化曲线进行线性拟合，得到温度梯度值与热流随时间变化率，根据傅里叶定律计算材料的导热系数，得出电场强度的变化对聚合物材料导热性能的影响。

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